EP3755516A1 - Strukturbauteil mit mehreren organoblechstücken und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Strukturbauteil mit mehreren organoblechstücken und verfahren zu dessen herstellung

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EP3755516A1
EP3755516A1 EP19704773.1A EP19704773A EP3755516A1 EP 3755516 A1 EP3755516 A1 EP 3755516A1 EP 19704773 A EP19704773 A EP 19704773A EP 3755516 A1 EP3755516 A1 EP 3755516A1
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EP
European Patent Office
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organoblechstücke
structural component
pieces
organo
holes
Prior art date
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Pending
Application number
EP19704773.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Thienel
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Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Brose Fahrzeugteile SE and Co KG filed Critical Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Publication of EP3755516A1 publication Critical patent/EP3755516A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
    • B60J5/048—Doors arranged at the vehicle sides characterised by the material
    • B60J5/0481—Doors arranged at the vehicle sides characterised by the material plastic

Definitions

  • Structural component with a plurality of organo pieces and method for its
  • the present invention relates to a structural component according to claim 1 and to a method for producing a structural component according to claim 9.
  • Structural components can be used, in particular in the automotive sector, e.g. have a supporting and / or structuring function.
  • the possible locations are diverse; Examples include parts of seat frames, doors and the body.
  • Suitable matrix materials are, for example, polyolefins, in particular polypropylene, and also plexiglass, polycarbonate, polystyrene and / or polyamide.
  • the thermoplastic matrix can melt, whereby a material-locking connection with the molded Page 2
  • organo sheets are extremely versatile materials with which it is possible to produce structural components of low weight with high stability.
  • the Applicant is internally known from practice to produce structural components of several organo pieces. So that the individual organoblech pieces are securely fastened together in the finished structural component, the organoblech pieces are usually placed together with a relatively large overlap and hot pressed. So that the organoblech pieces hold together securely, it is necessary to provide comparatively large overlap areas. For the stability of the structural component, however, such large overlap areas are often unnecessary. Since the production of organic sheet is very expensive, but its efficient use of the structural component is desirable. In addition, it has been shown that the hot pressing of the organoblech Publishede must take place within a relatively small optimal temperature window. The exact monitoring of the temperature can thus make the production process comparatively expensive.
  • Object of the present invention is to provide a structural component that allows the most efficient use of organic sheet.
  • Such a structural component in particular for a motor vehicle, comprises two or more organo-plastic pieces which, at least in sections, lie over one another, in particular flat against one another.
  • the organoblech pieces each have a fiber layer.
  • At least in the fiber layers of the Organoblech publishede a pair or a plurality of pairs of mutually aligned holes are formed on (and by) which the Organoblech disturbede are attached to each other, at least by a positive connection, in particular by a positive connection of the Organoblech dividede each other.
  • the one hole of a pair of aligned holes is formed on the one organic sheet, while the other hole of the pair is formed on the other sheet of organic sheet.
  • the two or more organoblech dividede (which can also be referred to as organo-patches) can be attached to each other particularly safe and with a very small overlap.
  • Organoblech mixturee to the aligned (eg in coincidence Page 3) holes allows a particularly secure attachment of Organoblech published each other.
  • the attachment of the Organoblech thoroughlye each other is carried out in particular in the form of a permanent connection. For example, a portion of the one organoblech piece engages the other organoblech piece on the hole formed therein.
  • the individual organoblech pieces can e.g. each be designed as an organic sheet blank, for example, be cut or punched out of a larger sheet of organic sheet.
  • organo sheet blanks it is desirable to produce a small blend to achieve the most efficient use of organo sheet.
  • the proposed structural component makes it possible to provide even smaller pieces of organic sheet, which would previously have been lost as waste in the structural component.
  • the proposed structural component enables more heavily stressed areas of the structural component, e.g. with a more resilient (e.g., thicker and / or thicker fibrous) organo-sheet, especially if those areas are comparatively small. This also makes a particularly efficient use of organic sheet is possible.
  • the Organoblech concentratede may be continuous fiber reinforced Organoblechquoe.
  • continuous fiber reinforced means that the length of the reinforcing fibers is essentially limited by the size of the sheet-shaped pieces of organo-sheet (at least prior to a forming process). It can thus be provided that a fiber is essentially not interrupted within the edges of the continuous fiber-reinforced organic sheet piece.
  • the positive connection may in particular be formed between the fiber layers of the organoblech pieces.
  • an organic sheet with its fiber layer for example, with an edge of the hole, extends into the hole in the other Organoblech Gla, so as to establish a positive connection.
  • the fiber layers in the region of the aligned holes can be at least partially pushed into each other or mixed, so that there is a positive connection between individual fibers.
  • a filling may extend through the at least one pair of aligned holes.
  • the filling can be materially bonded to the thermoplastic matrix of one or both organic sheet pieces (and thus produce a material-locking connection between the pieces of organic sheet).
  • the filling allows a particularly secure connection of Organoblech Federatione.
  • the filling may for example consist of an injection molding material, in particular a fiber-reinforced (for example long glass fiber reinforced) injection molding material.
  • the organoblech pieces can be sewn together by means of injection molding material.
  • the filling comprises e.g. the same material or consists of the same material as the matrix of at least one of the organoblech Publishede.
  • it may comprise the same material as the matrix and be additionally reinforced with fibers.
  • the filling extends in particular through the pair (or pairs) of the aligned holes.
  • the filling can be formed in one piece (in particular of the same material), each with a holding part.
  • the holding parts each have a larger diameter than the aligned holes. In this way, a particularly secure positive connection of the Organoblech publishede is possible.
  • a plurality of pairs of aligned holes are provided, each formed at least in the fiber layers of the organic sheet pieces. For example, more than five, more than ten or more than 20 pairs of aligned holes are provided. As a result, a particularly secure attachment of Organoblech Publishede each other even on a small overlap area is possible. In addition, then the individual holes can be formed with a small diameter.
  • a reinforcing rib may be formed between at least two pairs of mutually aligned holes, which are each introduced at least in the fiber layers of the overlapping organo-body pieces.
  • the reinforcing rib extends along at least one of the organo-plastic pieces from the one pair to the other pair.
  • the reinforcing rib may in particular be integral with page 5
  • Fillings of the at least two pairs of mutually aligned holes may be formed.
  • the fillings can be secured in their position.
  • the holes provide a particularly secure (e.g., unitary) attachment location of the reinforcing rib.
  • each at least one reinforcing rib may be formed on either side of the superimposed Organoblech Federatione each at least one reinforcing rib.
  • the reinforcing ribs may e.g. be integrally connected (in particular the same material) over the fillings of the pairs of aligned holes.
  • Providing two or more pieces of organic sheet, particularly in the form of organic sheet blanks may include cutting an organo sheet to form one or more of the organo pieces);
  • the formation of the positive connection of the organo-plastic pieces may be a consequence of the introduction of the through-hole, e.g. in that material sections of both organic sheet pieces are brought into engagement with one another by piercing.
  • the steps of arranging the organic sheet pieces, inserting the through hole and fixing the organo sheet pieces to each other can be performed in the same tool, particularly in an injection molding tool.
  • the organoblech Irishe Before or after the introduction of the through hole, the organoblech Irishe can be reshaped.
  • the organoblech pieces are heated prior to insertion into the injection mold or in the injection mold and formed during closing of the injection mold.
  • the organic sheet pieces can also be pressed together, which allows an additional areal adhesion to one another.
  • the at least one through hole extending through the two organic sheets may be introduced in a heated state of the organic sheets.
  • the matrix of each of the organoblech pieces is plastically deformable.
  • the through-hole is made by means of at least one mandrel, e.g. in the form of a needle, (jointly) introduced into the (superimposed) Organoblechstede.
  • the mandrel may be attached to the injection molding tool.
  • By piercing the mandrel in the previously heated Organoblech publishede it is possible to introduce a hole without severing the fibers.
  • the fibers of the fiber layers of the organic sheet pieces may be pushed aside.
  • the fiber layers can interlock and / or positively engage behind.
  • the Organoblechstede can thus be needled together.
  • an injection molding material is injected onto the organic sheet pieces (in the injection molding tool), wherein the at least one through hole extending through the organic sheet pieces is filled with a filling of injection molding material and / or reinforcing ribs or other functional elements are injection-molded.
  • the reinforcing ribs and the filling can be injection-molded onto the organic sheets as a continuous injection molding section. Page 7
  • At least two, in particular more, each extending through the organoblech pieces through holes are introduced into the Organoblech publishede, which allows a particularly secure attachment.
  • At least one reinforcing rib can be injection-molded onto the organic sheet pieces such that it connects the at least two through-holes (and in particular the fillings introduced therein).
  • the method may be designed, in particular, for producing a structural component according to any embodiment described herein.
  • 1 A to 1 C are schematic cross-sectional views of two pieces of organic sheet, which are punched together with a mandrel and interconnected;
  • FIGS. 2A to 2D are schematic plan views of two pieces of organo-plastic in various stages of the production of a structural component
  • Fig. 3 is a perspective view of three organo pieces for
  • 4A and 4B are plan views on two sides of a partially superimposed
  • FIG. 3; 5A and 5B are plan views of two sides of a structural member made with the arrangement of Figs. 4A and 4B;
  • FIGS. 5C and 5D are perspective views on two sides of the structural component according to FIG.
  • 6A and 6B are plan views of two sides of a vehicle door inner panel with the
  • FIG. 1A shows two organo-sheet pieces 10A and 10B which lie one above the other in the area shown in FIG. 1A, in the present case in flat contact.
  • the organo-pieces 10A, 10B each comprise a fibrous layer 100 in the form of a fibrous mat, e.g. as a clutch or tissue.
  • the fibrous layer 100 is embedded in a matrix 102 of a thermoplastic material.
  • the organic sheet pieces 10A, 10B are each made of a thermoplastic glass fiber fabric or scrim.
  • FIG. 1A further shows a mandrel 2 with a tip 20 adjacent to the mandrels
  • Organoblech Federatione 10A, 10B.
  • the organo-pieces 10A, 10B are incorporated into a tool, e.g. clamped an injection mold.
  • the mandrel 2 may be mounted on the injection molding tool, e.g. be slidably mounted.
  • the mandrel 2 has, for example, a diameter of 3 to 4 mm.
  • Fig. 1B shows the organoblech pieces 10A, 10B according to Fig. 1A, after the mandrel 2 has been displaced perpendicular to the surface of the organo-pieces 10A, 10B, thus piercing holes 101 (with the diameter of the dome 2) into the organo-pieces 10A, 10B Has.
  • the organic sheet pieces 10A, 10B are thus punctured or perforated (in particular jointly).
  • the holes 101 of the two organo-pieces 10A, 10B are aligned coaxially with each other.
  • the holes 101 are in coincidence with each other, so they are aligned with each other. Together, the holes form a through-hole DL through both organo-pieces 10A, 10B.
  • the piercing of the organoblech pieces 10A, 10B can in particular take place after a heating of the organoblech pieces 10A, 10B.
  • fibers of the fiber layers 100 of the organic sheet pieces 10A, 10B have been pushed aside by the tip 20 of the mandrel 2.
  • the Organoblech Communitye 10 A, 10 B engage around each other in the region of the holes 101.
  • the Organoblech Federationen 10A, 10B there is a positive connection through which the Organoblech mixede 10A, 10B are attached to each other.
  • the mutually attached organoblech pieces 10A, 10B form a structural component 1.
  • the structural component 1 is, for example, a trim part or a body part of a motor vehicle. Page 9
  • the mandrel 2 After piercing the organoblech pieces 10A, 10B by means of the mandrel 2, the mandrel 2 is withdrawn from the through hole DL again. Thereafter, a filling is introduced into the through hole DL, e.g. injected by injection molding.
  • the through hole DL serves as a flow channel for injection molding material.
  • Fig. 1 C shows the organoblech Publishede 10 A, 10 B after the introduction of the filling 1 1 in the through hole DL, i. in both holes 101 of the organoblech pieces 10A, 10B.
  • the filling 1 1 secures the Organoblech Publishede 10 A, 10 B in the region of the holes 101 in the form-fitting position.
  • FIG. 1C also schematically shows an (opened) injection molding tool 4 for injection molding of the injection molding material and optionally for forming the organo sheet pieces 10A, 10B, on which the mandrel 2 is displaceably mounted.
  • the two organo-sheet pieces 10A, 10B are provided, see Fig. 2A, which may include, for example, cutting (eg, punching) from a larger sheet of organo-sheet.
  • Both organoblech pieces 10A, 10B are each flat and flat, it also being possible to connect non-planar organoblech pieces in the manner described here. Punching, forming and injection molding are preferably carried out in the same tool.
  • the organo-plastic pieces 10A, 10B are arranged in such a way that they overlap in sections, see FIG. 2B.
  • the organic sheet pieces 10A, 10B lie above one another in an overlapping area UB, specifically in FIG Page 10 of a flat layout.
  • the arrangement of the organic sheet pieces 10A, 10B arranged one above the other in sections can be achieved in particular by placing the
  • Organoblech Ferture 10A, 10B in the tool, e.g. take the injection mold.
  • a multiplicity of through-holes DL are introduced through both organic sheet pieces 10A, 10B, see FIG. 2C.
  • the insertion of each of the through holes DL may be performed as explained in detail with reference to FIGS. 1A and 1B for a single through hole DL.
  • a grid, more precisely a matrix, of a plurality of rows and columns of through-holes DL is introduced into the organic sheet pieces 10A, 10B.
  • ribs namely stiffening ribs 1 1, are injected through the needle-punched through holes DL, specifically by injection molding with the injection molding tool, see FIG. 2D.
  • injection molding material e.g. a long fiber reinforced material are used, in particular a long glass fiber reinforced injection molding material.
  • the stiffening ribs 1 1 according to FIG. 2D serve as holding parts (like the holding parts 13 according to FIG. 1 C).
  • the stiffening ribs 1 1 stiffen the structural member 1 ', e.g. against torsions.
  • each through-hole DL is connected to at least two adjacent through-holes DL by means of the reinforcing ribs 11.
  • a family of parallel stiffening ribs 1 1 extends over a plurality of through holes DL.
  • Another set of mutually parallel stiffening ribs 1 1 extends perpendicular to the first group of stiffening ribs 1 1.
  • Page 1 1
  • stiffening ribs 11 can be formed (injection-molded) on both sides of the interconnected organo-sheet pieces 10A, 10B, which can further increase the stability of the structural component 1 '.
  • Injection of the organic sheets 10A, 10B through the needled through-holes DL may also be referred to as "spray-sewing". Because it has a similar effect as sewing, e.g. by means of a thread.
  • the injection molding material injected through the through-holes DL extends through the through-holes DL uniformly throughout the material and, through the stiffening ribs 11, over a plurality of through-holes DL.
  • a particularly secure connection of the two organo-body pieces 10A, 10B is achieved.
  • the organoblech pieces 10A, 10B are fastened to each other particularly securely, the overlapping area UB can be made comparatively small. In this way not inconsiderable amounts of organic sheet can be saved in addition to an improved, needs-based adjustment of the stability of the structural component 1 'with the lowest possible weight possible.
  • the organo-sheet pieces 10A, 10B are hot-pressed (e.g., simultaneously with the spray-stitching) (particularly in a molten state) to achieve even further attachment of the organo-sheet pieces 10A, 10B to each other.
  • FIGS. 1A to 2D each show the connection of two organic sheet pieces 10A, 10B.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a plurality of organic sheet pieces, here three organic sheet pieces 10C-10E. page 12
  • the Organoblech dealte 10C-10E are already preformed in FIG. 3, i. made by forming (in particular thermoforming) from a respective planar Organoblech Contest.
  • the Organoblech institutionse 10C-10E are adapted to form together a structural component 1 "in the form of a part of a door inner panel of a motor vehicle.
  • the organo-pieces 10C-10E have different properties from each other.
  • the individual pieces of organic sheet 10C-10E are in this case adapted to the requirements of the structural component 1 "on that region which is formed by the respective organo-sheet piece 10C-10E.
  • a first piece of organo-plastic sheet 10C forms in the finished structural component 1 "a flat portion, e.g. a part of an aggregate support, and is made of a (thin) organo sheet, in this case with a thickness of 0.6 mm.
  • a second organoblech piece 10D forms in the finished structural component 1 "a part of a horizontal support of the door inner panel.
  • the second Organoblech Sharing 10D made of a medium-strength organic sheet, in this case with a thickness of 1, 0 mm.
  • a third Organoblech Sharing 10E forms in the finished structural component 1 "a part of a spar of the inner door panel.
  • the spar has to withstand particularly heavy loads. Therefore, the first organo-sheet 10C is made of a strong organo-sheet, in the present example, 1.5 mm thick
  • Figs. 4A and 4B show the organic sheets 10C-10E in a state of being superimposed.
  • the first Organoblech Kab 10C and the (smaller) second Organoblech Kab 10D overlap over the entire surface of the second Organoblech proceedingss 10D.
  • the second organo-sheet piece 10D thus reinforces the first organo-sheet piece 10C.
  • the first organo sheet piece 10C and the (smaller) third organo sheet piece 10E partly overlap.
  • the second and third organo-pieces 10D, 10E do not overlap.
  • FIGS. 5A to 5D show the finished structural component 1 ".
  • the three organo-pieces 10C-10E are attached to each other by spraying.
  • a plurality of through-holes DL connect the first to the second organic sheet 10C, 10D and the first to the third organic sheet 10C, 10E.
  • a network of stiffening ribs 1 1 is formed on both sides of the structural component 1 ". Page 13
  • the edges of the organo pieces 10C-10E are molded with injection molding material. As a result, the fiber layers of the Organoblech Publishede 10C-10E can be protected. Optional eyelets or other connecting elements are molded onto the structural component 1 ". All molded sections can be formed without undercuts, which allows easy production.
  • FIGS. 6A and 6B show a door inner panel 3 for a vehicle door, the structural component 1 "according to FIGS. 5A-5D forming part of the inner door panel 3.
  • the structural component provides a structuring function (and in the example shown also a supporting function).
  • FIGS. 6A and 6B show a structuring function (and in the example shown also a supporting function).
  • the structural component 1 " is connected to a metal sheet, for example screwed, which forms the remaining inner door panel 3.
  • the remaining parts of the door inner panel 3 are made in the form of a structural assembly as described herein.
  • the illustrated construction of the structural assembly 1 "according to FIGS. 5A-5D is only an example.
  • the structural assembly could form the entire inner door panel.
  • a variety of organo pieces can be joined together by spray-sewing.

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Abstract

Es ist insbesondere ein Strukturbauteil vorgeschlagen, umfassend zumindest zwei Organoblechstücke (10A-10E), die zumindest abschnittsweise übereinanderliegen und die jeweils eine Faserschicht (100) aufweisen, wobei zumindest in den Faserschichten (100) der Organoblechstücke (10A-10E) mindestens ein Paar von miteinander fluchtenden Löchern (101) ausgebildet ist, an denen die Organoblechstücke (10A-10E) formschlüssig miteinander verbunden sind. Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteils angegeben.

Description

Strukturbauteil mit mehreren Organoblechstücken und Verfahren zu dessen
Herstellung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strukturbauteil nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteils nach Anspruch 9.
Strukturbauteile können insbesondere im Automobilbereich z.B. eine tragende und/oder strukturgebende Funktion aufweisen. Die möglichen Einsatzorte sind vielfältig; beispielhaft genannt seien Teile von Sitzgestellen, Türen und der Karosserie.
Aus der DE 10 2013 213 71 1 A1 ist es bekannt, ein Strukturbauteil aus einem Organoblech herzustellen. Dabei wird ein Organoblechstück zur Herstellung des Strukturbauteils einem Warmumformungsprozess unterzogen. Als Organobleche werden plattenförmige Werkstoffe (Halbzeuge) aus einem faserverstärkten, insbesondere endlosfaserverstärkten, thermoplastischen Kunststoff bezeichnet. Die (Endlos-)Fasern können in Form von Gelegen, Geweben oder Gestricken, z.B. aus Glas-, Kevlar-, Kohle- oder Kunststofffasern in eine thermoplastische Matrix eingebettet sein. Organobleche stellen somit thermoformbare (warmumformbare) Verbundwerkstoffe dar. Als Matrixmaterialien eignen sich z.B. Polyolefine, insbesondere Polypropylen, sowie Plexiglas, Polycarbonat, Polystyrol und/oder Polyamid. Bei einem Anspritzen des Organoblechs mit Kunststoffmaterial kann die thermoplastische Matrix anschmelzen, wodurch eine stoffschlüssige Verbindung mit dem angespritzten Seite 2
Kunststoffmaterial entstehen kann. Daher stellen Organobleche äußerst vielseitige Werkstoffe dar, mit denen es möglich ist, Strukturbauteile mit niedrigem Gewicht bei einer großen Stabilität herzustellen.
Der Anmelderin ist es intern aus der Praxis bekannt, Strukturbauteile aus mehreren Organoblechstücken herzustellen. Damit die einzelnen Organoblechstücke im fertigen Strukturbauteil sicher aneinander befestigt sind, werden die Organoblechstücke für gewöhnlich mit einem relativ großen Überlapp aneinander gelegt und warm verpresst. Damit die Organoblechstücke sicher aneinander halten, ist es notwendig, vergleichsweise große Überlappbereiche vorzusehen. Für die Stabilität des Strukturbauteils sind solche großen Überlappbereiche jedoch oftmals nicht notwendig. Da die Herstellung von Organoblech sehr aufwendig ist, ist jedoch dessen effizienter Einsatz am Strukturbauteil wünschenswert. Zudem hat es sich gezeigt, dass das Warmverpressen der Organoblechstücke innerhalb eines relativ kleinen optimalen Temperaturfensters erfolgen muss. Die exakte Überwachung der Temperatur kann das Herstellungsverfahren somit vergleichsweise aufwendig machen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Strukturbauteil bereitzustellen, das einen möglichst effizienten Einsatz von Organoblech erlaubt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Strukturbauteil nach Anspruch 1.
Ein solches Strukturbauteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfasst zwei oder mehr Organoblechstücke, die zumindest abschnittsweise Übereinanderliegen, insbesondere flächig aneinander anliegen. Die Organoblechstücke weisen jeweils eine Faserschicht auf. Zumindest in den Faserschichten der Organoblechstücke ist ein Paar oder sind mehrere Paare von jeweils miteinander fluchtenden Löchern ausgebildet, an (und mittels) denen die Organoblechstücke aneinander befestigt sind, und zwar zumindest durch eine formschlüssige Verbindung, insbesondere durch einen Formschluss der Organoblechstücke miteinander. Das eine Loch eines Paars von miteinander fluchtenden Löchern ist an dem einen Organoblechstück ausgebildet, während das andere Loch des Paars an dem anderen Organoblechstück ausgebildet ist.
Auf diese Weise können die zwei oder mehr Organoblechstücke (die auch als Organopatches bezeichnet werden können) besonders sicher und mit einem besonders geringen Überlapp aneinander befestigt sein. Denn die formschlüssige Befestigung der Organoblechstücke an den miteinander fluchtenden (z.B. in Deckung zueinander Seite 3 angeordneten) Löchern ermöglicht eine besonders sichere Befestigung der Organoblechstücke aneinander. Hierdurch kann ein besonders effizienter Materialeinsatz von Organoblech erreicht werden. Die Befestigung der Organoblechstücke aneinander ist insbesondere in Form einer unlösbaren Verbindung ausgeführt. Beispielsweise hintergreift ein Abschnitt des einen Organoblechstücks das andere Organoblechstück an dem darin ausgebildeten Loch.
Die einzelnen Organoblechstücke können z.B. jeweils als Organoblechzuschnitt ausgebildet sein, beispielsweise aus einer größeren Organoblechplatte ausgeschnitten oder ausgestanzt sein. Beim Herstellen von Organoblechzuschnitten ist es wünschenswert, einen geringen Verschnitt zu erzeugen, um einen möglichst effizienten Einsatz von Organoblech zu erreichen. Das vorgeschlagene Strukturbauteil ermöglicht es, auch kleinere Organoblechstücke, die bislang unter Umständen als Verschnitt verloren gegangen wären, beim Strukturbauteil vorzusehen.
Zudem ermöglicht das vorgeschlagene Strukturbauteil, stärker beanspruchte Bereiche des Strukturbauteils z.B. mit einem stärker belastbaren (z.B. dickeren und/oder mit einer dickeren Faserschicht versehenen) Organoblechstück auszubilden, und zwar insbesondere auch dann, wenn diese Bereiche vergleichsweise klein sind. Auch hierdurch wird ein besonders effizienter Einsatz von Organoblech ermöglicht.
Die Organoblechstücke können endlosfaserverstärkte Organoblechstücke sein. Unter der Bezeichnung„endlosfaserverstärkt“ ist zu verstehen, dass die Länge der zur Verstärkung dienenden Fasern im Wesentlichen durch die Größe der (zumindest vor einem Umformprozess) plattenförmigen Organoblechstücke begrenzt ist. So kann vorgesehen sein, dass innerhalb der Ränder des endlosfaserverstärkten Organoblechstücks eine Faser im Wesentlichen nicht unterbrochen ist.
Die formschlüssige Verbindung kann insbesondere zwischen den Faserschichten der Organoblechstücke ausgebildet sein. Beispielsweise erstreckt sich ein Organoblech mit dessen Faserschicht, z.B. mit einem Rand des Lochs, in das Loch im anderen Organoblechstück hinein, um so eine formschlüssige Verbindung aufzubauen. Auch können die Faserschichten im Bereich der fluchtenden Löcher zumindest teilweise ineinander geschoben oder vermischt sein, sodass ein Formschluss zwischen einzelnen Fasern vorliegt. Durch einen Formschluss zwischen den Faserschichten ist eine besonders sichere Verbindung der Organoblechstücke möglich. Seite 4
Alternativ oder zusätzlich kann sich eine Füllung durch das mindestens eine Paar von miteinander fluchtenden Löchern hindurch erstrecken. Die Füllung kann stoffschlüssig mit der thermoplastischen Matrix von einem oder beiden Organoblechstücken verbunden sein (und so eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Organoblechstücken hersteilen). Die Füllung erlaubt eine besonders sichere Verbindung der Organoblechstücke. Die Füllung kann beispielsweise aus einem Spritzgussmaterial bestehen, insbesondere einem faserverstärkten (z.B. langglasfaserverstärkten) Spritzgussmaterial. Mit anderen Worten gesagt können die Organoblechstücke mittels Spritzgussmaterial miteinander vernäht sein.
Die Füllung umfasst z.B. dasselbe Material oder besteht aus demselben Material wie die Matrix zumindest eines der Organoblechstücke. Insbesondere kann es dasselbe Material wie die Matrix umfassen und zusätzlich mit Fasern verstärkt sein. Hierdurch ist eine besonders sichere stoffschlüssige (ggf. zusätzlich faserverstärkte) Verbindung der Organoblechstücke möglich.
Die Füllung erstreckt sich insbesondere durch das Paar (oder die Paare) der miteinander fluchtenden Löcher hindurch. Auf einer Seite oder beiderseits der einander überlappenden Organoblechstücke kann die Füllung einstückig (insbesondere materialeinheitlich) mit jeweils einem Halteteil ausgebildet sein. Die Halteteile weisen jeweils einen größeren Durchmesser auf, als die miteinander fluchtenden Löcher. Auf diese Weise ist eine besonders sichere formschlüssige Verbindung der Organoblechstücke möglich.
In einer Ausführungsform ist eine Vielzahl von Paaren von miteinander fluchtenden Löchern vorgesehen, die jeweils zumindest in den Faserschichten der Organoblechstücke ausgebildet sind. Beispielsweise sind mehr als fünf, mehr als zehn oder mehr als 20 Paare von miteinander fluchtenden Löchern vorgesehen. Hierdurch ist eine besonders sichere Befestigung der Organoblechstücke aneinander auch auf einem kleinen Überlappbereich möglich. Zudem können dann die einzelnen Löcher mit einem geringen Durchmesser ausgebildet sein.
Zwischen zumindest zwei Paaren von miteinander fluchtenden Löchern, die jeweils zumindest in den Faserschichten der einander überlappenden Organoblechstücke eingebracht sind, kann eine Verstärkungsrippe ausgebildet sein. Insbesondere erstreckt sich die Verstärkungsrippe entlang zumindest eines der Organoblechstücke von dem einen Paar zum anderen Paar. Die Verstärkungsrippe kann insbesondere einstückig mit Seite 5
Füllungen der zumindest zwei Paare von miteinander fluchtenden Löchern ausgebildet sein. Hierdurch können zum einen die Füllungen in ihrer Lage gesichert werden. Zum anderen bieten die Löcher eine besonders sichere (z.B. materialeinheitliche) Befestigungsstelle der Verstärkungsrippe.
Zwischen zumindest zwei Paaren von miteinander fluchtenden Löchern kann beiderseits der Übereinanderliegen Organoblechstücke jeweils zumindest eine Verstärkungsrippe ausgebildet sein. Hierdurch wird eine besonders stabile Verstärkung des Strukturbauteils erzielt werden. Die Verstärkungsrippen können z.B. über die Füllungen der Paare der miteinander fluchtenden Löcher einstückig (insbesondere materialeinheitlich) miteinander verbunden sein.
Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
Danach wird ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteils vorgeschlagen, das die folgenden Schritte umfasst:
Bereitstellen von zwei oder mehr Organoblechstücken, insbesondere in Form von Organoblechzuschnitten (das Bereitstellen kann das Zuschneiden einer Organoblechplatte zur Bildung von einem oder mehreren der Organoblechstücke umfassen);
Anordnen der Organoblechstücke derart, dass sie abschnittsweise oder zumindest abschnittsweise Übereinanderliegen, insbesondere flächig aneinander anliegen; und Einbringen, insbesondere Durchstechen, zumindest eines sich durch die zwei Organoblechstücke hindurch erstreckenden Durchgangslochs in die (übereinanderliegenden) Organoblechstücke und Ausbilden einer formschlüssigen Verbindung der Organoblechstücke (insbesondere durch einen Formschluss der Organoblechstücke miteinander) am Durchgangsloch.
Das Ausbilden der formschlüssigen Verbindung der Organoblechstücke kann eine Folge des Einbringens des Durchgangslochs sein, z.B. indem durch ein Durchstechen Materialabschnitte beider Organoblechstücke miteinander in Eingriff gebracht werden.
Die insbesondere unlösbare Befestigung der Organoblechstücke am Durchgangsloch ermöglicht eine besonders sichere Befestigung der Organoblechstücke aneinander, sodass die Organoblechstücke mit einem besonders geringen Überlapp angeordnet Seite 6 werden können. Hierdurch wird ein effizienter Materialeinsatz von Organoblech ermöglicht.
Die Schritte des Anordnens der Organoblechstücke, des Einbringens des Durchgangslochs und des Befestigens der Organoblechstücke aneinander können in demselben Werkzeug erfolgen, insbesondere in einem Spritzgusswerkzeug.
Vor oder nach dem Einbringen des Durchgangslochs können die Organoblechstücke umgeformt werden. Optional werden die Organoblechstücke vor dem Einsetzen in das Spritzgusswerkzeug oder im Spritzgusswerkzeug erwärmt und beim Schließen des Spritzgusswerkzeugs umgeformt. Alternativ oder zusätzlich zum Umformen können die Organoblechstücke auch miteinander verpresst werden, was eine zusätzliche flächige Haftung aneinander ermöglicht.
Das zumindest eine sich durch die zwei Organoblechstücke hindurch erstreckende Durchgangsloch kann in einem erwärmten Zustand der Organoblechstücke eingebracht werden. Durch das Erwärmen der Organoblechstücke ist die Matrix jedes der Organoblechstücke plastisch verformbar.
Optional wird das Durchgangsloch mittels zumindest eines Dorns, z.B. in Form einer Nadel, (gemeinsam) in die (übereinanderliegenden) Organoblechstücke eingebracht. Der Dorn kann am Spritzgusswerkzeug angebracht sein. Durch Einstechen des Dorns in die zuvor erwärmten Organoblechstücke ist es möglich, ein Loch einzubringen, ohne die Fasern zu durchtrennen. Zum Beispiel können die Fasern der Faserschichten der Organoblechstücke beiseitegeschoben werden. Hierbei können sich die Faserschichten ineinander verhaken und/oder formschlüssig hintergreifen. Mit dem Dorn oder der Nadel können die Organoblechstücke also miteinander vernadelt werden.
Optional wird ein Spritzgussmaterial an die Organoblechstücke angespritzt (im Spritzgusswerkzeug), wobei das zumindest eine sich durch die Organoblechstücke hindurch erstreckende Durchgangsloch mit einer Füllung aus Spritzgussmaterial aufgefüllt wird und/oder Verstärkungsrippen oder sonstige Funktionselemente angespritzt werden. Die Verstärkungsrippen und die Füllung können als ein durchgehender Spritzgussabschnitt an die Organobleche angespritzt werden. Seite 7
Bevorzugt werden zumindest zwei, insbesondere mehr, sich jeweils durch die Organoblechstücke hindurch erstreckende Durchgangslöcher in die Organoblechstücke eingebracht, was eine besonders sichere Befestigung ermöglicht. Zumindest eine Verstärkungsrippe kann so an die Organoblechstücke angespritzt werden, dass sie die zumindest zwei Durchgangslöcher (und insbesondere die darin eingebrachten Füllungen) miteinander verbindet.
Das Verfahren kann insbesondere zur Herstellung eines Strukturbauteils nach einer beliebigen hierin beschriebenen Ausgestaltung ausgebildet sein. Hinsichtlich der jeweiligen Vorteile der einzelnen Ausführungen wird auf die entsprechende vor- und nachstehende Beschreibung Bezug genommen.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 A bis 1 C schematische Querschnittsansichten von zwei Organoblechstücken, die mit einem Dorn gemeinsam gelocht und miteinander verbunden werden;
Fig. 2A bis 2D schematische Draufsichten auf zwei Organoblechstücke in verschiedenen Stadien der Herstellung eines Strukturbauteils;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf drei Organoblechstücke zur
Herstellung eines Strukturbauteils für eine Fahrzeugtür;
Fig. 4A und 4B Draufsichten auf zwei Seiten einer teilweise übereinanderliegenden
Anordnung der drei Organoblechstücke gemäß Fig. 3; Fig. 5A und 5B Draufsichten auf zwei Seiten eines mit der Anordnung gemäß Fig. 4A und 4B hergestellten Strukturbauteils;
Fig. 5C und 5D perspektivische Ansichten auf zwei Seiten des Strukturbauteils gemäß
Fig. 5A und 5B; und
Fig. 6A und 6B Draufsichten auf zwei Seiten eines Fahrzeugtür-Innenblechs mit dem
Strukturbauteil gemäß Fig. 6A und 6B. Seite 8
Fig. 1 A zeigt zwei Organoblechstücke 10A und 10B, die im in Fig. 1 A dargestellten Bereich Übereinanderliegen, vorliegend in flächiger Anlage. Die Organoblechstücke 10A, 10B umfassen jeweils eine Faserschicht 100 in Form einer Fasermatte, z.B. als Gelege oder Gewebe. Die Faserschicht 100 ist jeweils in eine Matrix 102 aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial eingebettet. Die Organoblechstücke 10A, 10B sind insbesondere jeweils aus einem thermoplastischen Glasfasergewebe oder -gelege hergestellt. Fig. 1 A zeigt ferner einen Dorn 2 mit einer Spitze 20 benachbart zu den
Organoblechstücke 10A, 10B. Beispielsweise sind die Organoblechstücke 10A, 10B in ein Werkzeug, z.B. ein Spritzgusswerkzeug eingespannt. Der Dorn 2 kann am Spritzgusswerkzeug gelagert, z.B. verschiebbar gelagert sein. Der Dorn 2 hat beispielsweise einen Durchmesser von 3 bis 4 mm.
Fig. 1 B zeigt die Organoblechstücke 10A, 10B gemäß Fig. 1 A, nachdem der Dorn 2 senkrecht zur Oberfläche der Organoblechstücke 10A, 10B verschoben worden ist und somit Löcher 101 (mit dem Durchmesser des Doms 2) in die Organoblechstücke 10A, 10B gestochen hat. Mittels des Dorns werden die Organoblechstücke 10A, 10B somit (insbesondere gemeinsam) durchstochen oder gelocht.
Die Löcher 101 der beiden Organoblechstücke 10A, 10B sind koaxial zueinander ausgerichtet. Die Löcher 101 liegen in Deckung zueinander, sind also miteinander fluchtend angeordnet. Gemeinsam bilden die Löcher ein Durchgangsloch DL durch beide Organoblechstücke 10A, 10B hindurch.
Das Durchstechen der Organoblechstücke 10A, 10B kann insbesondere nach einem Erwärmen der Organoblechstücke 10A, 10B erfolgen. Im Bereich der Löcher 101 sind Fasern der Faserschichten 100 der Organoblechstücke 10A, 10B durch die Spitze 20 des Dorns 2 zur Seite geschoben worden. Durch das (gemeinsame) Einstechen der Löcher 101 umgreifen die Organoblechstücke 10A, 10B einander im Bereich der Löcher 101 . Zwischen den (vernadelten) Organoblechstücken 10A, 10B liegt ein Formschluss vor, durch den die Organoblechstücke 10A, 10B aneinander befestigt sind. Die aneinander befestigten Organoblechstücke 10A, 10B bilden ein Strukturbauteil 1 . Bei dem Strukturbauteil 1 handelt es sich z.B. um ein Verkleidungsteil oder ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs. Seite 9
Nach dem Durchstechen der Organoblechstücke 10A, 10B mittels des Doms 2 wird der Dorn 2 wieder aus dem Durchgangsloch DL herausgezogen. Daraufhin wird eine Füllung in das Durchgangsloch DL eingebracht, z.B. mittels Spritzguss eingespritzt.
Das Durchgangsloch DL dient als Fließkanal für Spritzgussmaterial.
Fig. 1 C zeigt die Organoblechstücke 10A, 10B nach dem Einbringen der Füllung 1 1 in das Durchgangsloch DL, d.h. in beide Löcher 101 der Organoblechstücke 10A, 10B. Die Füllung 1 1 sichert die Organoblechstücke 10A, 10B im Bereich der Löcher 101 in der formschlüssigen Lage.
Ferner ist nicht nur das Innere des Durchgangslochs DL mit der Füllung 1 1 ausgefüllt. Zusätzlich ist das Material der Füllung 1 1 beiderseits der aneinander liegenden Organoblechstücke 10A, 10B über die Ränder der Löcher 101 hinaus erweitert. Hierdurch ist beiderseits der Organoblechstücke 10A, 10B ein Halteteil 13 ausgebildet, welches eine besonders sichere formschlüssige Verbindung der Organoblechstücke 10A, 10B am Durchgangsloch DL bereitstellt. Fig. 1 C zeigt ferner schematisch ein (geöffnetes) Spritzgusswerkzeug 4 zum Anspritzen des Spritzgussmaterials und optional zum Umformen der Organoblechstücke 10A, 10B, an dem der Dorn 2 verschiebbar gelagert ist.
Mit Bezug auf Fig. 2A bis 2D wird nun das Verfahren zur Herstellung eines mehrfach vernadelten Strukturbauteils 1‘ näher erläutert werden.
In einem ersten Schritt werden die zwei Organoblechstücke 10A, 10B (auch als Organopatches zu bezeichnen) bereitgestellt, siehe Fig. 2A, was z.B. ein Zuschneiden (z.B. Ausstanzen) aus einer größeren Organoblechplatte umfassen kann. Beide Organoblechstücke 10A, 10B sind jeweils flach und eben, wobei es auch möglich ist, nicht ebene Organoblechstücke in der hier beschriebenen Weise zu verbinden. Bevorzugt werden das Lochen, ein Umformen und ein Spritzgießen in demselben Werkzeug durchgeführt. In einem weiteren Schritt werden die Organoblechstücke 10A, 10B derart angeordnet, dass sie abschnittsweise Übereinanderliegen, siehe Fig. 2B. Vorliegend liegen die Organoblechstücke 10A, 10B in einem Überlappungsbereich UB übereinander, konkret in Seite 10 flächiger Anlage. Das abschnittsweise übereinanderliegende Anordnen der Organoblechstücke 10A, 10B kann insbesondere durch Platzieren der
Organoblechstücke 10A, 10B im Werkzeug, z.B. dem Spritzgusswerkzeug erfolgen.
In einem weiteren Schritt wird eine Vielzahl von Durchgangslöcher DL durch beide Organoblechstücke 10A, 10B hindurch eingebracht, siehe Fig. 2C. Das Einbringen jedes der Durchgangslöcher DL kann erfolgen wie im Zusammenhang mit Fig. 1 A und 1 B für ein einzelnes Durchgangsloch DL im Detail erläutert.
Dabei ist es einerseits möglich, mehrere oder sämtliche Durchgangslöcher DL (nacheinander) mit demselben Dorn 2 einzubringen. Andererseits kann auch für jedes zu stechende Durchgangsloch DL ein eigener Dorn 2 bereitgestellt werden, sodass sämtliche Durchgangslöcher DL gleichzeitig gestochen werden können.
Im Beispiel gemäß Fig. 2C ist ein Raster, genauer eine Matrix, von mehreren Reihen und Spalten von Durchgangslöchern DL in die Organoblechstücke 10A, 10B eingebracht.
Durch das Lochen oder Vernadeln der Organoblechstücke 10A, 10B werden diese bereits aneinander befestigt und bilden gemeinsam das Strukturbauteil V.
In einem nächsten Schritt werden Verrippungen, nämlich Versteifungsrippen 1 1 , durch die genadelten Durchgangslöcher DL gespritzt, konkret durch Anspritzen mit dem Spritzgusswerkzeug, siehe Fig. 2D.
Als Spritzgussmaterial kann z.B. ein langfaserverstärktes Material eingesetzt werden, insbesondere ein langglasfaserverstärktes Spritzgussmaterial.
Die Versteifungsrippen 1 1 gemäß Fig. 2D dienen als Halteteile (wie die Halteteile 13 gemäß Fig. 1 C). Zusätzlich versteifen die Versteifungsrippen 1 1 das Strukturbauteil 1‘, z.B. gegen Torsionen.
Im Beispiel gemäß Fig. 2D ist jedes Durchgangsloch DL mit wenigstens zwei benachbarten Durchgangslöchern DL mittels der Versteifungsrippen 1 1 verbunden. Vorliegend erstreckt sich eine Schar zueinander paralleler Versteifungsrippen 1 1 über mehrere Durchgangslöcher DL hinweg. Eine weitere Schar von zueinander parallelen Versteifungsrippen 1 1 erstreckt sich senkrecht zur erstgenannten Schar von Versteifungsrippen 1 1 . Seite 1 1
Durch Durchspritzen der Durchgangslöcher DL wird den angespritzten Versteifungsrippen 1 1 eine besonders gute Stabilität verliehen. Optional können Versteifungsrippen 1 1 auf beiden Seiten der miteinander verbundenen Organoblechstücke 10A, 10B ausgebildet sein (angespritzt werden), was die Stabilität des Strukturbauteils 1‘ weiter erhöhen kann.
Das Anspritzen der Organoblechstücke 10A, 10B durch die genadelten Durchgangslöcher DL kann auch als „Spritznähen“ bezeichnet werden. Denn es hat einen ähnlichen Effekt wie ein Vernähen, z.B. mittels eines Fadens. Das durch die Durchgangslöcher DL gespritzte Spritzgussmaterial erstreckt sich materialeinheitlich durch die Durchgangslöcher DL hindurch und, durch die Versteifungsrippen 1 1 , über mehrere Durchgangslöcher DL hinweg. So wird eine besonders sichere Verbindung der beiden Organoblechstücke 10A, 10B erzielt.
Weil die Organoblechstücke 10A, 10B besonders sicher aneinander befestigt sind, kann der Überlappungsbereich UB vergleichsweise klein ausgebildet werden. Hierdurch können nicht unerhebliche Mengen an Organoblech eingespart werden zudem ist so eine verbesserte, bedarfsgerechte Anpassung der Stabilität des Strukturbauteils 1‘ bei möglichst niedrigem Gewicht möglich.
Optional werden die Organoblechstücke 10A, 10B (z.B. gleichzeitig mit dem Spritznähen) warmverpresst (insbesondere in einem schmelzflüssigen Zustand), um eine noch weiter verbesserte Befestigung der Organoblechstücke 10A, 10B aneinander zu erzielen.
In den Fig. 1 A bis 2D wurde jeweils die Verbindung von zwei Organoblechstücken 10A, 10B gezeigt. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, mehr als zwei Organoblechstücke 10A, 10B auf die beschriebene Weise miteinander zu verbinden. Dabei ist es auch möglich, Durchgangslöcher durch mehr als zwei Lagen von übereinanderliegenden Organoblechstücken zu stechen, z.B. durch drei oder mehr übereinanderliegende Organoblechstücke.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel von mehreren Organoblechstücken, hier drei Organoblechstücken 10C-10E. Seite 12
Die Organoblechstücke 10C-10E sind gemäß Fig. 3 bereits vorgeformt, d.h. durch Umformen (insbesondere Thermoformen) aus einem jeweils ebenen Organoblechstück hergestellt worden.
Die Organoblechstücke 10C-10E sind dazu ausgebildet, gemeinsam ein Strukturbauteil 1“ in Form eines Teils eines Türinnenblechs eines Kraftfahrzeugs auszubilden. Die Organoblechstücke 10C-10E weisen voneinander verschiedene Eigenschaften auf. Die einzelnen Die Organoblechstücke 10C-10E sind hierbei an die Anforderungen an das Strukturbauteils 1“ an denjenigen Bereich angepasst, der durch das jeweilige Organoblechstück 10C-10E ausgebildet wird.
Ein erstes Organoblechstück 10C bildet im fertigen Strukturbauteil 1“ einen flächigen Abschnitt, z.B. einen Teil eines Aggregateträgers, und ist aus einem (dünnen) Organoblech, vorliegend mit einer Stärke von 0,6 mm, hergestellt. Ein zweites Organoblechstück 10D bildet im fertigen Strukturbauteil 1“ einen Teil eines waagrechten Trägers des Türinnenblechs. Das zweite Organoblechstück 10D aus einem mittelstarken Organoblech hergestellt, vorliegend mit einer Stärke vom 1 ,0 mm. Ein drittes Organoblechstück 10E bildet im fertigen Strukturbauteil 1“ einen Teil eines Holms des Türinnenblechs. Der Holm muss besonders starken Belastungen standhalten. Daher ist das erste Organoblechstück 10C aus einem starken Organoblech hergestellt, im vorliegenden Beispiel mit einer Stärke von 1 ,5 mm
Die Fig. 4A und 4B zeigen die Organoblechstücke 10C-10E in einem Zustand, in dem die übereinanderliegend angeordnet sind. Dabei überlappen das erste Organoblechstück 10C und das (kleinere) zweite Organoblechstück 10D über die gesamte Fläche des zweiten Organoblechstücks 10D. Das zweite Organoblechstück 10D verstärkt somit das erste Organoblechstück 10C. Das erste Organoblechstück 10C und das (kleinere) dritte Organoblechstück 10E überlappen teilweise. Das zweite und das dritte Organoblechstück 10D, 10E überlappen nicht.
Fig. 5A bis 5D zeigen das fertige Strukturbauteil 1“. Die drei Organoblechstücke 10C-10E sind durch Spritznähen aneinander befestigt. Eine Vielzahl von Durchgangslöchern DL verbindet das erste mit dem zweiten Organoblechstück 10C, 10D und das erste mit dem dritten Organoblechstück 10C, 10E.
Ein Netz von Versteifungsrippen 1 1 ist auf beiden Seiten des Strukturbauteils 1“ ausgebildet. Seite 13
Die Ränder der Organoblechstücke 10C-10E sind mit Spritzgussmaterial umspritzt. Hierdurch können die Faserschichten der Organoblechstücke 10C-10E geschützt werden. Optionale Ösen oder andere Verbindungselemente sind an das Strukturbauteil 1“ angespritzt. Sämtliche angespritzten Abschnitte können ohne Hinterschnitte ausgebildet sein, was eine einfache Herstellung ermöglicht.
Ferner sind flächig überspritzte Bereiche 14 ausgebildet, und zwar im vorliegenden Beispiel an einem nach au ßen sichtbaren Abschnitt des Strukturbauteils 1“, hier am Holm. Ein weiterer flächig überspritzter Bereich ist in Form (zumindest eines Teils) einer Führungsschiene für einen Fensterheber ausgebildet. Insbesondere nach außen sichtbare Oberflächen können durch entsprechendes Spritzgießen mit einer Oberflächenstruktur, z.B. einer Narbung versehen sein. Die Fig. 6A und 6B zeigen ein Türinnenblech 3 für eine Fahrzeugtür, wobei das Strukturbauteil 1“ gemäß Fig. 5A-5D einen Teil des Türinnenblechs 3 bildet. Das Strukturbauteil stellt eine strukturgebende Funktion bereit (und im gezeigten Beispiel auch eine tragende Funktion). Im in den Fig. 6A und 6B gezeigten Beispiel ist das Strukturbauteil 1“ mit einem Metallblech verbunden, z.B. verschraubt, welches das übrige Türinnenblech 3 ausbildet. Alternativ sind auch die übrigen Teile des Türinnenblechs 3 in Form einer wie hierin beschriebenen Strukturbaugruppe hergestellt. Die gezeigte Ausbildung der Strukturbaugruppe 1“ gemäß Fig. 5A-5D ist nur exemplarisch. Beispielsweise könnte die Strukturbaugruppe das gesamte Türinnenblech ausbilden. Hierzu kann eine Vielzahl von Organoblechstücken durch Spritznähen miteinander verbunden werden.
Seite 14
Bezugszeichenliste
1 , 1‘, 1“ Strukturbauteil
10A-10E Organoblechstück
100 Faserschicht
101 Loch
102 Matrix
1 1 Füllung
12 Verstärkungsrippe
13 Halteteil
14 flächig überspritzter Bereich 2 Dorn
3 Türinnenblech
4 Spritzgusswerkzeug
20 Spitze
DL Durchgangsloch
UB Überlappungsbereich

Claims

Seite 15 Ansprüche
1 . Strukturbauteil (1 , 1‘, 1“), umfassend zumindest zwei Organoblechstücke (10A-10E), die zumindest abschnittsweise Übereinanderliegen und die jeweils eine Faserschicht (100) aufweisen, wobei zumindest in den Faserschichten (100) der
Organoblechstücke (10A-10E) mindestens ein Paar von miteinander fluchtenden Löchern (101 ) ausgebildet ist, an denen die Organoblechstücke (10A-10E) formschlüssig miteinander verbunden sind.
2. Strukturbauteil (1 , 1‘, 1“) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung zwischen den Faserschichten (100) der
Organoblechstücke (10A-10E) ausgebildet ist.
3. Strukturbauteil (1 , 1‘, 1“) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Füllung (1 1 ) durch das mindestens eine Paar von miteinander fluchtenden Löchern (101 ) hindurch erstreckt.
4. Strukturbauteil (1 , 1‘, 1“) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung (1 1 ) dasselbe Material umfasst oder aus demselben Material besteht wie eine Matrix (102) zumindest eines der Organoblechstücke (10A-10E).
5. Strukturbauteil (1 , 1‘, 1“) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Füllung (1 1 ) durch das Paar von miteinander fluchtenden Löchern (101 ) hindurch erstreckt und beiderseits der einander überlappenden Organoblechstücke (10A-10E) einstückig mit jeweils einem Halteteil (13) verbunden ist, das einen größeren Durchmesser aufweist, als die miteinander fluchtenden Löcher (101 ).
6. Strukturbauteil (1 , 1“) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von miteinander fluchtenden Löchern (101 ) vorgesehen ist, die jeweils zumindest in den Faserschichten (100) der
Organoblechstücke (10A-10E) ausgebildet sind. Seite 16
7. Strukturbauteil (1 , V, 1“) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest zwei Paaren von miteinander fluchtenden Löchern (101 ) eine Verstärkungsrippe (12) ausgebildet ist.
8. Strukturbauteil (1 , 1“) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest zwei Paaren von miteinander fluchtenden Löchern (101 ) beiderseits der Übereinanderliegen Organoblechstücke (10A-10E) jeweils zumindest eine Verstärkungsrippe (12) ausgebildet ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteils (1 , 1‘, 1“), umfassend die folgenden Schritte:
Bereitstellen von zumindest zwei Organoblechstücken (10A-1 OE);
Anordnen der Organoblechstücke (10A-10E) derart, dass sie zumindest abschnittsweise Übereinanderliegen; und
Einbringen zumindest eines sich durch die zumindest zwei Organoblechstücke (10A-10E) hindurch erstreckenden Durchgangslochs (DL) in die
Organoblechstücke (10A-10E) zur Bildung einer formschlüssigen Verbindung der Organoblechstücke (10A-10E) am Durchgangsloch (DL).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine sich durch die zwei Organoblechstücke (10A-10E) hindurch erstreckende Durchgangsloch (DL) in einem erwärmten Zustand der Organoblechstücke (10A- 10E) eingebracht wird.
1 1. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine sich durch die zwei Organoblechstücke (10A-10E) hindurch erstreckende Durchgangsloch (DL) mittels eines Doms (2) in die Organoblechstücke (10A-10E) gestochen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Spritzgussmaterial an die Organoblechstücke (10A-10E) angespritzt wird, wobei das Seite 17 zumindest eine sich durch die Organoblechstücke (10A-10E) hindurch erstreckende Durchgangsloch (DL) mit einer Füllung (1 1 ) aus Spritzgussmaterial aufgefüllt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei sich jeweils durch die Organoblechstücke (10A-10E) hindurch erstreckende Durchgangslöcher (DL) in die Organoblechstücke (10A-10E) eingebracht werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verstärkungsrippe (12) an die Organoblechstücke (10A-10E) angespritzt wird, welche die zwei Durchgangslöcher (DL) miteinander verbindet.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, ausgebildet zur Herstellung eines Strukturbauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
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